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研究生:許佑民
研究生(外文):You-Min Hsu
論文名稱:凝聚性沉滓傳輸機制之模擬應用研究
論文名稱(外文):Simulation and Application Study on Cohesive Sediment Transport Mechanism
指導教授:葉克家葉克家引用關係
指導教授(外文):Keh-Chia Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:土木工程系所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:顯式有限解析法凝聚性沉滓
外文關鍵詞:explicit finite analytic methodcohesive sediment
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凝聚性沉滓運移機制相當複雜,其內部凝聚力受到許多因素所影響,對於基本運移機制可由沉滓之沉降速度、淤積公式、啟動條件、沖刷公式等傳輸行為加以探討,而本研究主要採用前人實驗結果及理論公式,利用一維有限解析法動床模式加以分析探討其運移行為。
首先,本研究在既有之一維有限解析法動床模式架構上,植入可同時模擬凝聚性沉滓及非凝聚性沉滓運移行為的機制,並假設沖刷與淤積案例來驗證是否符合其物理機制,並且考慮可能影響凝聚性沉滓沖刷與淤積的因子,進行敏感度測試,以助往後模擬結果之分析,最後再以石門水庫現場案例來加以模擬應用,所得結果可供水庫排砂計畫之參考。
The mechanism of cohesive sediment transport is very complicated, with the cohesive force being influenced by many factors. The transport mechanism can be examined through the following processes: settling, deposition, initiation of movement, and erosion. This study uses 1-D finite analytic mobile-bed model to analyze the transport mechanism according to the previous investigators’ experimental results and theoretical formulas.
On the basis of the existing 1-D finite analytic mobile-bed model, this study builds in the mechanisms of simultanteausly simulating the processes of cohesive and non-cohesive sediment transport. Several hypothetical erosion and deposit cases have been proposed to examine the model’s capability. In addition, sensitivity analysis is carried out on the possible influential factors of the cohesive erosion and deposit processes to assist farther analysis of the simulation results. Finally, the Shihmen Reservoir’s deposition case study is simulated and the results provide some useful information for the reservoir flushing operation in the future.
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究內容 6
第二章 數模理論基礎 8
2.1 模式概述 8
2.2 控制方程式 9
2.2.1 水流控制方程式 9
2.2.2 輸砂控制方程式 10
2.3 輸砂輔助方程式 11
2.3.1 無黏性沉滓輸砂輔助關係式 11
2.3.1.1 河床載通量(bed load flux, ) 11
2.3.1.2 作用層厚度( ) 12
2.3.1.3 非凝聚性懸浮載源( ) 13
2.3.1.4 作用層源( ) 14
2.3.2 黏性沉滓輸砂輔助關係式 14
2.3.2.1 凝聚性沉滓起動條件 15
2.3.2.2 凝聚性沉滓沖刷公式 16
2.3.2.3 凝聚性沉滓沉降速度 17
2.3.2.4 凝聚性沉滓沉淤公式 19
第三章 數值方法 21
3.1 求解水理方程式之數值方法 21
3.2 求解輸砂方程式之數值方法 22
第四章 凝聚性沉滓運移之模擬 27
4.1 凝聚性沉滓沉積模擬 27
4.1.1 不同沉淤經驗式之模擬結果分析 28
4. 1. 2 各沉淤因子之敏感度分析 31
4.2 凝聚性沉滓沖刷模擬 33
4.2.1 不同沖刷經驗式之模擬結果分析 34
4.2.2 各沖刷因子之敏感度分析 36
第五章 現場案例應用及分析 40
5.1 模擬條件概述 40
5.2模擬成果及分析 42
第六章 結論與建議 46
6.1 結論 46
6.2 建議 47
參考文獻 49
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